高考物理试卷《电磁感应中切割类问题》高频试题特训(2017年最新版)(十)
2017-09-23 23:00:03
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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1、选择题 如图所示,水平面内两根光滑的平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,一定质量的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好.若对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动并依次通过位置b和c.若导轨与金属棒的电阻不计,a到b与b到c的距离相等,则下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是( ) A.在从a到b与从b到c的两个过程中,通过电阻R的电量之比为1:1 B.在从a到b与从b到c的两个过程中,电阻R上产生的热量之比为1:1 C.金属棒通过b、c两位置时,电阻R消耗的功率之比为1:2 D.金属棒通过b、c两位置时,外力F做功的功率之比为1:2
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参考答案:AC
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 在一周期性变化的匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面与磁场垂直,如图甲所示,规定图中磁场方向为正。已知线圈的半径为r、匝数为N,总电阻为R,磁感应强度的最大值为B0,变化周期为T,磁感应强度按 91ExAm.org图乙所示变化。求:
 (1)在0~ 内线圈产生的感应电流的大小I1; (2)规定甲图中感应电流的方向为正方向,在图丙中画出一个周期内的i-t图象,已知图中 ; (3)在一个周期T内线圈产生的焦耳热Q。
参考答案:(1) (2)(见下图)(3)

本题解析:(1)在 内感应电动势 ①(2分) 磁通量的变化 ② 解得 ③(1分) 线圈中感应电流大小 ④(2分) (2)图画正确给3分(每段1分)
 (3)在 和 两个时间段内产生的热量相同,有
?⑤(1分) 在 时间内产生的热量 ?⑥(1分) 一个周期内产生的总热量 (2分)
本题难度:一般
3、简答题 如图,足够长平行金属导轨内有垂直纸面向里的匀强磁场,金属杆ab与导轨垂直且接触良好,导轨右端通过电阻与平行金属板AB连接.已知导轨相距为L;磁场磁感应强度为B;R1、R2和ab杆的电阻值均为r,其余电阻不计;板间距为d、板长为4d;重力加速度为g,不计空气阻力. 如果ab杆以某一速度向左匀速运动时,沿两板中心线水平射入质量为m、带电量为+q的微粒恰能沿两板中心线射出;如果ab杆以同样大小的速度向右匀速运动时,该微粒将射到B板距左端为d的C处. (1)求ab杆匀速运动的速度大小v; (2)求微粒水平射入两板时的速度大小v0; (3)如果以v0沿中心线射入的上述微粒能够从两板间射出,试讨论ab杆向左匀速运动的速度范围.

参考答案:(1)带电量为+q的微粒恰能沿两板中心线射出,此时电场力与重力平衡,设场强为E,则: mg=Eq① 此时平行板间电压为; U=Ed② 导体棒感应电动势为:E感=BLv 由电路欧姆定律得:U=13E感③ 联立以上可得:v=3mgdBLq④ (2)ab杆以同样大小的速度向右匀速运动时,平行板间带电粒子所受合力方向向下,大小为; F=Eq+mg=2mg⑤ 粒子做类平抛运动,可知加速度为: a=2g⑥ 打到板的时间为t,则: d2=12at2⑦ d=v0t⑧ 联立解得:v0=
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 半径为a的圆环电阻不计,放置在垂直于纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场中,环内有一导体棒电阻为r,可以绕环匀速转动,将电阻R、开关S连接在环和棒的O端,将电容器极板水平放置,并联在R和开关S两端,如图所示. (1)开关S断开,极板间有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子恰好静止,试判断OM的转动方向和角速度的大小. (2)当S闭合时,该带电粒子以 g的加速度向下运动,则R是r的几倍?

参考答案:(1)由于粒子带正电,恰好静止在电容器中,则电容器上极板带负电,由右手定则判断可知,OM应绕O沿逆时针方向转动. 粒子受力平衡,有mg=qUd 当S断开时,U=E 又OM产生的感应电动势为 E=12Ba2ω 解得ω=2mgdqBa2 (2)当S闭合时,根据牛顿第二定律得:mg-qU′d=m?g4 又U′=ER+rR 解得Rr=3 答: (1)开关S断开,极板间有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子恰好静止,OM的转动方向为逆时针,角速度的大小为2mgdqBa2. (2)当S闭合时,该带电粒子以14g的加速度向下运动,则R是r的3倍.
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图所示PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大.一个半径为a,质量为m,电阻为R的金属圆环垂直磁场方向,以速度v从如图所示位置运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为v/2,则此时圆环中的电功率______;此时圆环的加速度为______.
参考答案:当圆环运动到PQ时,左右半圆均切割磁感线产生电动势,由右手定值可以判断顺时针方向,且切割的有效长度均为2a, ? 所以电动势:E=2B2av2① 此时圆环中的电功率:P=E2R?② 由①②解得:P=4B2a2v2R 左右圆环受到得安培力分别相当于两直径所受安培力, ? F=2BI2a? ③ 根据牛顿第二定律 得:2BI2a=ma加速度 ④ ? I=ER? ⑤ 由③④⑤解得:a加速度=8B2a2vRm
故答案为:4B2a2v2R;8B2a2vRm.
本题解析:
本题难度:一般
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